“量子鸽子”概念 解释粒子在时间上的不确定性

Posted by Chen Hongbin on 2014 年 8 月 7 日 in 发现新大陆 |

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前不久,美国查普曼大学量子研究院科学家提出的“量子柴郡猫”获实验证实,现在他们又提出了另一种量子动物——“量子鸽子”,来解释粒子在时间上的不确定性,即现在不仅受过去影响,还受到未来的影响。据物理学家组织网8月5日报道,传统的鸽子理论描述为:如果你把三只鸽子放进两个鸽洞里,每次至少要有两只鸽子在一个洞里。这一法则反映了计算的本质。

可解释粒子在时间上也有非定域性

而研究小组提出,在量子世界里这一法则是错的。“你可以在两个鸽洞里放无数多只鸽子,而不会有两只鸽子在同一鸽洞里。”查普曼大学量子研究院主管杰夫·托勒克森说。

研究人员解释说,如果把三个粒子放在两个盒子里,观察者在制定检测顺序时,可能出现这种效应。首先,你对粒子位置做一个最初的“预先选择”检测;然后做中间检测,看看有没有两个粒子在同一个盒子里;最后,对粒子位置做一个“后选择”。你可以做出后选择和后选择检测,它们完全相互独立。在中间步骤,你可以做所谓的弱检测同时查看三个粒子。如果你这么做了,结果就是没有两个粒子会在同一个盒子里。

根据量子理论,微观粒子如电子、原子、光子都具有不确定性。量子世界一个最奇怪的特性是它的非定域性,其中一种非定域性就是爱因斯坦所说的“幽灵般的超距作用”:如果先将两个粒子放在一起,再将它们远远分开,即使相隔遥远,它们之间也保持一种神秘的联系。以往认为,这些联系需要许多限制,比如两个粒子最初必须在一起,每次只有较少数粒子能互相联系。

而研究小组提出,粒子之间还有一种新的量子联系能超出这些限制,这种联系存在于所有时间和更大的宇宙尺度。“根据这种新的量子联系,粒子过去不一定要有过相互作用,它们甚至不知道有其他粒子存在。”托勒克森说。

人们的时间经历有一定的方向:从出生开始长大变老,而不会反过来。按照这种经历,我们对时间在微观尺度也作了假设:过去已不在,现在即当下,未来将到来。研究小组的雅克·艾哈罗诺夫发现,现在不仅受过去影响,还受到未来的影响。也就是说,未来(也称为后选择)能返回到现在,就像电影《回到未来》里那样。量子力学把时间之箭也涵盖其中,从过去到未来和从未来到过去,其原理是一样的。量子世界把未来和过去联系在一起,让与时间有关的每件事物都变得和人们以往所想的完全不一样。

原标题:科学家又提出“量子鸽子”概念

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